7.2. Сжимаемость нефтей

7.2.1. Типоваяе задача

Найти коэффициент изменения объема насыщенной газом нефти в пластовых условиях, если плотность нефти при н.у. _н = 850 кг/м³, относительная плотность газа (по воздуху) _г = 0,9, газовый фактор Г = 120м³/т, давление пластовое Р _пл = 150 атм, пластовая температура t_пл = 50°С.

Решение:

1. Определение кажущейся плотности растворенного газа (_г.к)

Пользуясь рис. 7.5, находим кажущуюся плотность газа (_г.к) для относительной плотности газа _ог = 0,9, плотности нефти _н = 850 кг/м³.

Кажущая плотность растворенного газа равна _г.к = 440 кг/м³ (0,44 кг/л).

Рис. 7.5. Изменение кажущейся плотности газа в жидкой фазе

для нефтей с различными плотностями

2. Определение веса газа (G_г)

Вес газа (G_г), растворенного в 1 м³ нефти, оценивается по уравнению:

G_г = Г • _н • _ог • G_в, (7.10)

где Г – газовый фактор, равный 120 м³/т;

_н – плотность нефти, равная 0,85 т/м³;

_ог – относительная плотность газа, равная 0,9;

G_в – вес 1 м³ воздуха при н.у., равный 1,22 кг.

G_г = 120 • 0,85 • 0,9 • 1,22 = 112 кг.

3. Определение объема газа в жидкой фазе (Vг)

Объем газа в жидкой фазе составляет:

V_г = G_г / _г.к (7.11)

V_г = 112 / 440 = 0,255 м³.

4. Определение общего объема насыщенной газом нефти (V_нг)

Общий объем насыщенной газом нефти при атмосферном давлении оценивается по формуле (7.12):

V_нг = 1 + V_г (7.12)

V_нг = 1 + 0,255 = 1,255 м³.

5. Определение веса насыщенной газом нефти (G_нг)

Вес насыщенной газом нефти определяется по формуле (7.13):

G_нг = G_н + G_г (7.13)

G_нг = 850 + 112 = 962 кг.

6. Определение плотности насыщенной газом нефти (_нг)

Плотность насыщенной газом нефти расчитывается следующим образом:

_нг = G_нг / V_нг (7.14)

_нг = 962 / 1,255 = 767 кг/м³.

7. Опреление плотности нефти в пластовых условиях ('_нг)

Плотность нефти в пластовых условиях ('_нг) определяется по формуле:

'_нг = _нг - ∆_t + ∆ _р (7.15)

Плотность нефти в пластовых условиях имеет еще две поправки:

1) на изменение плотности за счет расширения под влиянием температуры (∆_t);

2) на изменение плотности за счет сжатия под давлением (∆_р).

∆_t - поправка на расширение нефти за счет увеличения температуры, ее определяем по рис. 7.6:

∆_t = 850 – 840 = 10 кг/м³.

∆_р - поправка на сжимаемость нефти, ее определяем по рис. 7.7, для Р _пл = 150 атм, ∆_р = 8 кг/м³.

Таким образом, используя формулу (7.15), рассчитываем плотность нефти в пластовых условиях:

'_нг = 767 - 10 + 8 = 765 кг/м³.

8. Определение коэффициента изменения объема нефти (b)

Коэффициент изменения объема нефти b, насыщенной газом, для пластовых условий, будет равен:

b = V_пл / V_дег (7.16)

b= _дег / '_нг (7.17)

_дег = _н

b = 850 / 765 = 1,11.

Т.е. каждый м³ нефти (н.у.) занимает в пластовых условиях объем 1,11 м³.

9. Определение усадки нефти (U)

Усадка нефти составляет:

U= ( b – 1 ) / b (7.18)

U = ( 1,11 – 1 ) / 1,11 = 0,099 или 9,9%.

Рис. 7.6. Изменение плотности нефти в зависимости от температуры (∆ρ_t)

Рис. 7.7. Изменение плотности нефти в зависимости от пластового

давления (∆ρ_Р), (1МПа = 10 атм)